KR20130017690A - Solar cell module - Google Patents

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KR20130017690A
KR20130017690A KR1020110080269A KR20110080269A KR20130017690A KR 20130017690 A KR20130017690 A KR 20130017690A KR 1020110080269 A KR1020110080269 A KR 1020110080269A KR 20110080269 A KR20110080269 A KR 20110080269A KR 20130017690 A KR20130017690 A KR 20130017690A
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박상환
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Abstract

PURPOSE: A solar cell module is provided to improve reliability and photoelectric conversion efficiency by including a rear substrate with high durability, weatherability, and reflexibility. CONSTITUTION: A front substrate is located on the front side of a solar cell(150). A rear substrate(200) is located on the rear side of the solar cell. A first sealing member(131) is interposed between the solar cell and the front substrate. A second sealing member(132) is interposed between the solar cell and the rear substrate. The first sealing member and the second sealing member are bonded by lamination. A bus ribbon(145) alternatively connects both ends of a ribbon of a solar cell string(140).

Description

태양전지 모듈{Solar cell module}Solar cell module

본 발명은 태양전지 모듈에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 반사도와 신뢰성이 우수한 후면기판을 포함하는 태양전지 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a solar cell module, and more particularly, to a solar cell module including a back substrate having excellent reflectivity and reliability.

최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예상되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양전지는 반도체 소자를 이용하여 태양광 에너지를 직접 전기 에너지로 변화시키는 차세대 전지로서 각광받고 있다.Recently, with the anticipation of depletion of existing energy sources such as oil and coal, there is increasing interest in alternative energy to replace them. Among them, solar cells are in the spotlight as next generation cells that directly convert solar energy into electrical energy using semiconductor devices.

한편, 태양전지는 태양광을 용이하게 흡수할 수 있도록, 외부환경에 장기간 노출되어야 하므로, 셀을 보호하기 위한 여러 가지 팩키징(Packaging)이 수행되어 유닛(unit) 형태로 제조되며, 이러한 유닛을 태양전지 모듈이라 한다.On the other hand, since the solar cell needs to be exposed to the external environment for a long time to easily absorb sunlight, various packaging is performed to protect the cell and manufactured in a unit form. It is called a battery module.

특히, 태양전지 모듈의 후면기판은 태양전지를 공기 중의 수분으로부터 보호하고 태양전지의 밀봉에 사용되는 밀봉재를 자외선으로부터 보호하는 역할을 하도록 사용되어 진다. 따라서, 태양광에 의한 고분자의 열화가 일어나지 않는 소재를 사용하여 내후성 및 내구성 등의 물성이 우수할 필요가 있다. 또한, 결정형 태양전지의 경우, 후면기판의 반사율이 높아지면, 태양전지 모듈의 효율이 향상될 수 있다.In particular, the rear substrate of the solar cell module is used to protect the solar cell from moisture in the air and to protect the sealing material used to seal the solar cell from ultraviolet rays. Therefore, it is necessary to be excellent in physical properties such as weather resistance and durability using a material that does not cause degradation of the polymer due to sunlight. In addition, in the case of the crystalline solar cell, if the reflectance of the back substrate is increased, the efficiency of the solar cell module can be improved.

종래는 이러한 태양전지 모듈의 후면기판을 기재층을 중심으로 수 개의 필름을 적층하여 제조하였는바, 필름을 별도로 제조하여야 하는 추가 공정이 필요하고, 필름의 접착을 위한 라미네이션(Lamination) 공정시, 접착제를 사용하므로 후면기판의 신뢰성이 저하될 수 있으며, 후면 기판의 반사율을 높이기 위한 필름 내부의 안료의 함량을 높이거나 안료의 분산성을 향상시키는데 한계가 있다.Conventionally, the back substrate of such a solar cell module was manufactured by stacking several films around a base layer, which requires an additional process of separately manufacturing the film, and an adhesive during the lamination process for adhesion of the film. Since the reliability of the rear substrate can be reduced, there is a limit to increase the content of the pigment in the film or improve the dispersibility of the pigment to increase the reflectance of the rear substrate.

본 발명의 목적은 내구성 및 내후성 등의 물성이 우수하고, 높은 반사율을 가지는 후면 기판을 포함함으로써, 광전변환 효율 및 신뢰성이 향상된 태양전지 모듈을 제공함에 있다.Disclosure of Invention An object of the present invention is to provide a solar cell module having excellent physical properties such as durability and weather resistance and including a back substrate having a high reflectance, thereby improving photoelectric conversion efficiency and reliability.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈은, 전면기판, 전면기판과 대향하는 후면기판 및 전면기판과 후면기판 사이의 복수의 태양전지를 포함하고, 후면기판은, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 형성된 베이스 필름과, 베이스 필름의 상면 및 하면 상에 폴리불화비닐리덴(PVDF)을 포함하는 코팅층을 구비한다.A solar cell module according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, includes a front substrate, a rear substrate facing the front substrate and a plurality of solar cells between the front substrate and the rear substrate, the rear substrate is polyethylene A base film formed of terephthalate (PET), and a coating layer comprising polyvinylidene fluoride (PVDF) on the upper and lower surfaces of the base film.

또한, 베이스 필름의 두께는 250 내지 500㎛일 수 있다.In addition, the thickness of the base film may be 250 to 500㎛.

또한, 코팅층의 두께는 20 내지 50㎛일 수 있다.In addition, the thickness of the coating layer may be 20 to 50㎛.

또한, 코팅층은 백색안료를 포함할 수 있다.In addition, the coating layer may include a white pigment.

본 발명에 따르면, 태양전지 모듈의 후면 기판이 우수한 내구성 및 내후성 등의 물성을 가지므로, 이를 포함하는 태양전지 모듈의 신뢰성이 향상될 수 있다.According to the present invention, since the rear substrate of the solar cell module has excellent properties such as durability and weather resistance, the reliability of the solar cell module including the same can be improved.

또한, 태양전지 모듈의 후면 기판이, 베이스 필름과 베이스 필름의 상면 및 하면 상에 형성된 코팅층을 포함하므로, 후면 기판의 접착제층을 생략할 수 있어, 구조가 간단하고 제조가 용이할 수 있다.In addition, since the back substrate of the solar cell module includes a base film and a coating layer formed on the top and bottom surfaces of the base film, the adhesive layer of the back substrate may be omitted, and thus the structure may be simple and easy to manufacture.

또한, 코팅층에 포함되는 안료의 함량과 분산성이 증가하여, 후면 기판의 반사율이 증가하므로, 태양전지 모듈의 효율이 향상될 수 있다.In addition, since the content and dispersibility of the pigment included in the coating layer increases, the reflectance of the rear substrate increases, so that the efficiency of the solar cell module may be improved.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈의 분해 사시도,
도 2는 도 1의 태양전지 모듈의 측단면을 도시한 단면도,
도 3은 도 1의 태양전지 모듈의 A-A'단면을 도시한 단면도,
도 4는 도 1의 태양전지 모듈의 후면기판의 반사도를 도시한 도,
도 5는 도 1의 태양전지 모듈의 후면기판의 내 UV 특성을 도시한 도,
도 6은 도 1의 태양전지 모듈의 후면기판의 UV 노출에 따른 결과를 도시한 도, 그리고,
도 7은 도 1의 태양전지 모듈의 후면기판의 내후성 특성을 도시한 도이다.1 is an exploded perspective view of a solar cell module according to an embodiment of the present invention;
2 is a cross-sectional view showing a side cross-section of the solar cell module of FIG.
3 is a cross-sectional view showing a cross-sectional view taken along line A-A 'of the solar cell module of FIG.
4 is a view showing a reflectivity of the back substrate of the solar cell module of FIG.
FIG. 5 is a view illustrating UV characteristics of a rear substrate of the solar cell module of FIG. 1;
6 is a view showing the results of the UV exposure of the rear substrate of the solar cell module of Figure 1, and
7 is a diagram illustrating weather resistance characteristics of the rear substrate of the solar cell module of FIG. 1.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the drawings will be described the present invention in more detail.

이하의 도면에서, 각 구성요소는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 또한, 각 구성요소의 설명에 있어서, "상(on)"에 또는 "하(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "하(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함하며, "상(on)" 또는 "하(under)"에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.In the drawings, each component is exaggerated, omitted, or schematically illustrated for convenience and clarity of description. The size of each component does not necessarily reflect its actual size. In addition, in description of each component, when it is described as formed in "on" or "under", "on" and "under" are "directly." It includes both "directly" or "indirectly" through other components, the reference to "on" or "under" will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 태양전지 모듈의 측단면을 도시한 단면도이며, 도 3은 도 1의 태양전지 모듈의 A-A'단면을 도시한 단면도이다.1 is an exploded perspective view of a solar cell module according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view showing a side cross-sectional view of the solar cell module of Figure 1, Figure 3 is A-A of the solar cell module of Figure 1 Is a cross-sectional view showing a cross section.

도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈(100)은 태양전지(150), 태양전지(150)의 전면 상에 위치하는 전면기판(110) 및 태양전지(150)의 후면 상에 위치하는 후면 기판(200)을 포함할 수 있다. 또한, 태양전지 모듈(100)은 태양전지(150)와 전면 기판(110) 사이의 제1 밀봉재(131)와, 태양전지(150)와 후면 기판(200) 사이의 제2 밀봉재(132)를 포함할 수 있다.Referring to the drawings, the solar cell module 100 according to an embodiment of the present invention is the solar cell 150, the front substrate 110 and the rear surface of the solar cell 150 located on the front of the solar cell 150. It may include a rear substrate 200 positioned on. In addition, the solar cell module 100 may include a first sealant 131 between the solar cell 150 and the front substrate 110 and a second sealant 132 between the solar cell 150 and the rear substrate 200. It may include.

먼저, 태양전지(150)는 태양 에너지를 전기 에너지로 변화하는 반도체 소자로써, 예를 들어, 제1 도전형의 실리콘 기판과, 실리콘 기판상에 형성되며 제1 도전형과 반대 도전형을 가지는 제2 도전형 반도체층과, 제2 도전형 반도체층의 일부면을 노출시키는 적어도 하나 이상의 개구부를 포함하며 제2 도전형 반도체층 상에 형성되는 반사방지막과, 적어도 하나 이상의 개구부를 통해 노출된 제 2 도전형 반도체층의 일부면에 접촉하는 전면전극과, 상기 실리콘 기판의 후면에 형성된 후면전극을 포함하는 실리콘 태양전지(silicon solar cell)일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 태양전지(150)는 화합물 반도체 태양전지(compound semiconductor solar cell), 적층형 태양전지(tandem solar cell) 등일 수 있다.First, the solar cell 150 is a semiconductor device that converts solar energy into electrical energy. For example, the solar cell 150 is formed of a silicon substrate of a first conductivity type, and is formed on a silicon substrate and has a conductivity type opposite to that of the first conductivity type. A second conductive semiconductor layer, an antireflection film formed on the second conductive semiconductor layer and including at least one opening exposing at least one surface of the second conductive semiconductor layer, and a second exposed through the at least one opening A silicon solar cell may include a front electrode contacting a portion of a conductive semiconductor layer and a rear electrode formed on a rear surface of the silicon substrate, but the present invention is not limited thereto. Compound semiconductor solar cells (compound semiconductor solar cell), a tandem solar cell (tandem solar cell) and the like.

이러한 태양전지(150)는 복수개가 리본(142)에 의해 전기적으로 직렬, 병렬 또는 직병렬로 연결되어 태양전지 스트링(140)을 이룬다.These solar cells 150 are electrically connected in series, in parallel or in series and parallel by a ribbon 142 to form a solar cell string 140.

구체적으로, 리본(142)은 태양전지(150)의 수광면 상에 형성된 전면 전극과, 인접한 다른 태양전지(150)의 이면 상에 형성된 후면 전극을 태빙공정에 의해 연결할 수 있다. 태빙공정은 태양전지(150)의 일면에 플럭스(flux)를 도포하고, 플럭스(flux)가 도포된 태양전지(150)에 리본(142)을 위치시킨 다음, 소성 과정을 거쳐 행할 수 있다. Specifically, the ribbon 142 may connect a front electrode formed on the light receiving surface of the solar cell 150 and a rear electrode formed on the back surface of another adjacent solar cell 150 by a tabbing process. The tabbing process may be performed by applying flux to one surface of the solar cell 150, placing the ribbon 142 on the flux-applied solar cell 150, and then firing the same.

또는, 태양전지(150)의 일면과 리본(142) 사이에 전도성 필름(미도시)을 부착시킨 다음, 열 압착에 의해 복수의 태양전지(150)를 직렬 또는 병렬로 연결할 수 있다. 전도성 필름(미도시)은 도전성이 우수한 금, 은, 니켈, 구리 등으로 형성된 도전성 입자가 에폭시 수지, 아크릴 수지, 폴리이미드 수지, 폴리카보네이트 수지 등으로 형성된 필름 내에 분산된 것으로, 열압착에 의해 도전성 입자가 필름의 외부로 드러나게 되고, 드러난 도전성 입자에 의해 태양전지(150)와 리본(142)은 전기적으로 연결될 수 있다. 이와 같이 전도성 필름(미도시)에 의해 복수의 태양전지(150)를 연결하여 모듈화하는 경우는, 공정온도가 낮아져 스트링(140)의 휘어짐이 방지될 수 있다.Alternatively, a conductive film (not shown) may be attached between one surface of the solar cell 150 and the ribbon 142, and then the plurality of solar cells 150 may be connected in series or in parallel by thermal compression. The conductive film (not shown) is conductive particles formed of gold, silver, nickel, copper, etc. having excellent conductivity are dispersed in a film formed of an epoxy resin, an acrylic resin, a polyimide resin, a polycarbonate resin, or the like. The particles are exposed to the outside of the film, the solar cell 150 and the ribbon 142 may be electrically connected by the exposed conductive particles. As such, when the plurality of solar cells 150 are connected and modularized by a conductive film (not shown), the process temperature may be lowered to prevent bending of the string 140.

또한, 버스 리본(145)은 태양전지 스트링(140)의 리본(143) 양끝단을 교대로 연결하여, 태양전지 스트링(140)을 전기적으로 연결한다. 버스 리본(145)은 복수 열 종대로 배치되는 태양전지 스트링(140)의 양단에 횡으로 배치될 수 있다. 또한, 버스 리본(145)은 태양전지(150)가 생산한 전기를 모으며 전기가 역류되는 것을 방지하는 정션 박스(미도시)와 연결된다.In addition, the bus ribbon 145 alternately connects both ends of the ribbon 143 of the solar cell string 140 to electrically connect the solar cell string 140. The bus ribbon 145 may be disposed transversely at both ends of the solar cell string 140 arranged in a plurality of column types. In addition, the bus ribbon 145 is connected to a junction box (not shown) that collects electricity produced by the solar cell 150 and prevents electricity from flowing back.

제1 밀봉재(131)는 태양전지(150)의 수광면에 위치하고, 제2 밀봉재(132)는 태양전지(150)의 이면에 위치할 수 있으며, 제1 밀봉재(131)와 제2 밀봉재(132)는 라미네이션에 의해 접착하여, 태양전지(150)에 악영향을 미칠 수 있는 수분이나 산소를 차단하며, 태양전지의 각 요소들이 화학적으로 결합할 수 있도록 한다. The first sealing material 131 may be located on the light receiving surface of the solar cell 150, and the second sealing material 132 may be located on the rear surface of the solar cell 150, and the first sealing material 131 and the second sealing material 132 may be disposed on the back surface of the solar cell 150. ) Adheres by lamination to block moisture or oxygen that may adversely affect the solar cell 150, and to allow each element of the solar cell to chemically bond.

이러한 제1 밀봉재(131)와 제2 밀봉재(132)는 에틸렌초산비닐 공중합체 수지(EVA), 폴리비닐부티랄, 에틸렌초산비닐 부분 산화물, 규소 수지, 에스테르계 수지, 올레핀계 수지 등이 사용될 수 있다.The first sealing member 131 and the second sealing member 132 may be an ethylene vinyl acetate copolymer resin (EVA), polyvinyl butyral, ethylene vinyl acetate partial oxide, silicon resin, ester resin, olefin resin, or the like. have.

전면 기판(110)은 태양광을 투과하도록 제1 밀봉재(131) 상에 위치하며, 외부의 충격 등으로부터 태양전지(150)를 보호하기 위해 강화유리인 것이 바람직하다. 또한, 태양광의 반사를 방지하고 태양광의 투과율을 높이기 위해 철분이 적게 들어간 저철분 강화유리인 것이 더욱 바람직하다. The front substrate 110 is positioned on the first sealing member 131 to transmit sunlight, and is preferably tempered glass in order to protect the solar cell 150 from an external impact or the like. In addition, it is more preferable that it is a low iron tempered glass containing less iron in order to prevent reflection of sunlight and increase the transmittance of sunlight.

후면 기판(200)은 태양전지(150)의 이면에서 태양전지를 보호하는 층으로서, 방수, 절연 및 자외선 차단 기능을 하며, 전면 기판(110) 측으로부터 입사된 태양광을 반사하여 재이용될 수 있도록 할 수 있다.The rear substrate 200 is a layer that protects the solar cell from the back side of the solar cell 150, and serves as a waterproof, insulating and UV blocking function, and reflects the solar light incident from the front substrate 110 to be reused. can do.

도 3을 참조하면, 후면 기판(200)은 베이스 필름(210)과 베이스 필름(210)의 상면 및 하면에 각각 형성된 제1 코팅층(220)과 제2 코팅층(230)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the rear substrate 200 may include a first coating layer 220 and a second coating layer 230 formed on the top and bottom surfaces of the base film 210 and the base film 210, respectively.

먼저, 베이스 필름(210)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 형성될 수 있다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)는 테레프탈산 HOOC--COOH와 에틸렌글리콜의 축합반응에 의해 얻어지는 포화폴리에스테르 수지로서, 내열성, 내후성, 절연성, 기계적 강도 등이 우수하다. 특히, 성형 수축률이 0.1~0.6% 정도로, 후면 기판(200)이 열에 의해 변형되는 것을 방지할 수 있다.First, the base film 210 may be formed of polyethylene terephthalate (PET). Polyethylene terephthalate (PET) is a saturated polyester resin obtained by the condensation reaction of terephthalic acid HOOC-COOH and ethylene glycol, and is excellent in heat resistance, weather resistance, insulation, mechanical strength, and the like. In particular, the molding shrinkage is about 0.1 to 0.6%, it is possible to prevent the rear substrate 200 from being deformed by heat.

이러한, 베이스 필름(210)의 두께(T1)는 250 내지 500㎛로 형성될 수 있다. 베이스 필름(210)의 두께(T1)가 250㎛ 미만으로 형성되는 경우는, 충분한 전기 절연성, 수분 차단성, 기계적 특성을 가지기 어려울 수 있으며, 500㎛를 초과하는 경우에는 취급이 불편하고, 단가 상승의 원인이 될 수 있다. 특히 베이스 필름(210)의 두께(T1)가 250㎛ 미만으로 형성되면, DC 1000V 이상에서 절연 특성을 만족하기 어려울 수 있다.Such, the thickness T 1 of the base film 210 may be formed to 250 to 500㎛. When the thickness T 1 of the base film 210 is formed to be less than 250 μm, it may be difficult to have sufficient electrical insulation, moisture barrier properties, and mechanical properties. It may cause an increase. In particular, when the thickness T 1 of the base film 210 is formed to be less than 250 μm, it may be difficult to satisfy insulation characteristics at DC 1000 V or more.

제1 코팅층(220)과 제2 코팅층(230)은 베이스 필름(210)의 상면 및 하면에 각각 형성된다.The first coating layer 220 and the second coating layer 230 are formed on the upper and lower surfaces of the base film 210, respectively.

제1 코팅층(220)과 제2 코팅층(230)은 폴리불화비닐리덴(PVDF)을 포함하며, 동일한 재질로 코팅 방식에 의해 형성될 수 있다. 폴리불화비닐리덴(PVDF)은 (CH2CF2)n의 구조를 지닌 고분자로서, 더블(Double)불소분자 구조를 가지기 때문에, 기계적 성질, 내후성, 내자외선성이 우수하다. 따라서, 후술하는 바와 같이, 본 발명에 따른 후면 기판(200)은 우수한 물성을 가질 수 있다.The first coating layer 220 and the second coating layer 230 may include polyvinylidene fluoride (PVDF), and may be formed of a coating material using the same material. Polyvinylidene fluoride (PVDF) is a polymer having a structure of (CH 2 CF 2 ) n, and has a double (fluorine) molecular structure, it is excellent in mechanical properties, weather resistance, and ultraviolet resistance. Therefore, as will be described later, the rear substrate 200 according to the present invention may have excellent physical properties.

또한, 제1 코팅층(220)과 제2 코팅층(230)은 폴리불화비닐리덴(PVDF) 수지를 베이스 필름(210)의 전면 및 후면에 콤마(comma), 콤마 리버스(Comma Reverse), 슬롯 다이(Slot Die), 립 다이(Lip die), 그라비아(Gravure) 등의 방식을 이용하여 코팅함으로써 형성할 수 있다. 따라서, 후면 기판(200)의 형성을 위해, 필름 등을 별도로 제조하는 공정을 생략할 수 있고, 접착제 없이 바로 베이스 필름(210)의 전 후면 상에 제1 코팅층(220) 및 제2 코팅층(230)을 코팅할 수 있으므로 후면 기판(200)의 제조공정이 간단해 지며, 내후성 등이 향상될 수 있다.In addition, the first coating layer 220 and the second coating layer 230 is a comma (comma), comma reverse, a slot die (PVDF) resin on the front and rear of the base film 210 It may be formed by coating using a slot die, a lip die, a gravure, or the like. Therefore, in order to form the rear substrate 200, a process of separately manufacturing a film or the like may be omitted, and the first coating layer 220 and the second coating layer 230 may be directly on the entire rear surface of the base film 210 without an adhesive. ) Can be coated to simplify the manufacturing process of the rear substrate 200, weather resistance and the like can be improved.

한편, 도 2를 참조하면, 전면 기판(110)을 통과한 빛은 태양전지(150) 뒷면에 배치된 후면 기판(200)에 의해 일부가 반사된다. 반사된 빛은 다시 전면 기판(110) 등의 태양전지 모듈(100)의 구성요소에 의해 재반사를 일으켜 태양전지(150)로 흡수될 수 있다. 따라서, 태양전지 모듈(100)의 효율 향상을 위해, 후면 기판(200)은 반사율이 우수한 것이 바람직한바, 이를 위해, 본 발명에 따르면, 후면 기판(200)의 제1 코팅층(210) 및 제2 코팅층(220) 중 적어도 어느 하나는 안료를 포함할 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 2, light passing through the front substrate 110 is partially reflected by the rear substrate 200 disposed on the rear surface of the solar cell 150. The reflected light may be re-reflected by the components of the solar cell module 100 such as the front substrate 110 to be absorbed into the solar cell 150. Therefore, in order to improve the efficiency of the solar cell module 100, it is preferable that the rear substrate 200 has excellent reflectance. For this purpose, according to the present invention, the first coating layer 210 and the second substrate of the rear substrate 200 are provided. At least one of the coating layers 220 may include a pigment.

안료는 이산화티탄(TiO2), 바륨 설페이드(BaSO4), 바륨 티타네이드(BaTiO3), 스트론튬 티타네이드(SrTiO3), 칼슘 티타네이트(CaTiO3), 리드 티타네이드(PbTiO3), 틴디옥사이드(SnO2), 마그네슘 옥사이드(MgO), 알루미늄 옥사이드(Al2O3), 실리카(SiO2), 산화철(Fe2O3), 지르코니아(ZrO2) 등으로 이루어질 수 있으나, 바람직하게는 이산화티탄(TiO2) 등의 백색 안료를 사용할 수 있다.Pigments are titanium dioxide (TiO 2), barium sulfonic fade (BaSO 4), barium titanate marinade (BaTiO 3), strontium titanate marinade (SrTiO 3), calcium titanate (CaTiO 3), lead titanate marinade (PbTiO 3), tin It may be made of dioxide (SnO 2 ), magnesium oxide (MgO), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), silica (SiO 2 ), iron oxide (Fe 2 O 3 ), zirconia (ZrO 2 ), but preferably dioxide White pigments, such as titanium (TiO2), can be used.

이러한 안료는 폴리불화비닐리덴(PVDF) 수지에 분산된 형태로, 베이스 필름(210)의 상면 및 하면에 코팅되어 제1 코팅층(220) 및 제2 코팅층(230)에 포함될 수 있다. 따라서, 안료의 분산성이 향상될 수 있고, 보다 많은 양의 안료가 포함될 수 있다.The pigment may be dispersed in a polyvinylidene fluoride (PVDF) resin and coated on the top and bottom surfaces of the base film 210 to be included in the first coating layer 220 and the second coating layer 230. Thus, the dispersibility of the pigment can be improved, and a larger amount of pigment can be included.

한편, 폴리불화비닐리덴(PVDF) 수지는 안료의 분산성 향상을 위해 분산제를 더 포함할 수 있다. 이에 의해, 안료는 제1 코팅층(220) 및 제2 코팅층(230) 내에 더욱 균일하게 분산될 수 있으며, 분산제는 폴리불화비닐리덴(PVDF) 수지의 점도를 낮추어 보다 많은 양의 안료가 첨가될 수 있도록 하는바, 후면 기판(200)의 반사율이 더욱 향상될 수 있다.Meanwhile, the polyvinylidene fluoride (PVDF) resin may further include a dispersant to improve dispersibility of the pigment. As a result, the pigment may be more uniformly dispersed in the first coating layer 220 and the second coating layer 230, and the dispersing agent lowers the viscosity of the polyvinylidene fluoride (PVDF) resin so that a larger amount of pigment may be added. As such, the reflectance of the rear substrate 200 may be further improved.

이와 같이 형성되는 제1 코팅층(220)의 두께(T2) 및 제2 코팅층(230) 두께(T3)는 20 내지 50㎛로 형성됨이 바람직하다. 제1 코팅층(220)의 두께(T2)와 제2 코팅층(230) 두께(T3)가 20㎛ 미만으로 형성되면, 내후성 등의 물성의 특징이 저하될 수 있고, 상술한 안료의 함량이 충분하지 못할 수 있어 후면 기판(200)의 반사도가 저하될 수 있다. 반면에, 제1 코팅층(220)의 두께(T2) 및 제2 코팅층(230) 두께(T3)가 50㎛를 초과하는 경우는, 재료의 낭비에 의한 제조단가 상승의 원인이 될 수 있다. 또한, 제1 코팅층(220)의 두께(T2) 및 제2 코팅층(230) 두께(T3)는 동일하게 또는 다르게 형성될 수 있다.The thickness T 2 of the first coating layer 220 and the thickness T 3 of the second coating layer 230 formed as described above may be 20 to 50 μm. When the first coating layer 220, the thickness (T 2) and the second coating layer 230, the thickness (T 3) is formed to be less than the 20㎛, there is a feature of the physical properties such as weather resistance may decrease, the amount of the above-described pigment It may not be sufficient, so that the reflectivity of the rear substrate 200 may be reduced. On the other hand, when the thickness T 2 of the first coating layer 220 and the thickness T 3 of the second coating layer 230 exceed 50 μm, the manufacturing cost may increase due to waste of materials. . In addition, the thickness T 2 of the first coating layer 220 and the thickness T 3 of the second coating layer 230 may be the same or different.

도 4는 도 1의 태양전지 모듈의 후면기판의 반사도를 도시한 도이다.FIG. 4 is a diagram illustrating a reflectivity of a rear substrate of the solar cell module of FIG. 1.

도 4에서 A는 본 발명에 따른 후면기판(200)의 반사도를 도시한다. 구체적으로, A는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 형성되고, 250㎛의 두께를 가지는 베이스 필름(210)의 상면 및 하면에 백색 안료를 포함하는 제1 코팅층(220)과 제2 코팅층(230)을 각각 20㎛의 두께로 형성한 후면기판(200)의 반사도를 나타낸다. B 및 C는 동일한 베이스 필름의 상면 및 하면에 접착층을 형성하고, 각각 Tedlar필름을 부착한 것인데, B는 캐스트 방식에 의해 형성한 것이고, C는 압출방식에 의해 형성한 것이다. 4 shows a reflectivity of the back substrate 200 according to the present invention. Specifically, A is formed of polyethylene terephthalate (PET), the first coating layer 220 and the second coating layer 230 including a white pigment on the upper and lower surfaces of the base film 210 having a thickness of 250㎛ Reflectance of the back substrate 200 formed to a thickness of 20 μm is shown, respectively. B and C form an adhesive layer on the upper and lower surfaces of the same base film, and attach a Tedlar film, respectively, B is formed by a cast method, and C is formed by an extrusion method.

도 4를 참조하면, A의 경우가, B 및 C에 비해 400㎚ 이상의 파장에서 광 반사도가 우수한 것을 알 수 있다. 또한, 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, A는 400 내지 1200㎚의 파장을 가지는 광에 대해 반사도가 80% 이상이므로, 본 발명에 따른 후면기판(200)을 포함하는 태양전지 모듈(100)의 효율이 향상될 수 있다.Referring to FIG. 4, it can be seen that the case of A is excellent in light reflectance at a wavelength of 400 nm or more compared to B and C. FIG. In addition, as can be seen in Figure 4, A has a reflectivity of 80% or more for the light having a wavelength of 400 to 1200nm, so that of the solar cell module 100 including the back substrate 200 according to the present invention The efficiency can be improved.

이하에서는, 상술한 구성을 가지는 후면 기판(200)의 물성을 보다 자세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the physical properties of the rear substrate 200 having the above-described configuration will be described in more detail.

도 5는 도 1의 태양전지 모듈의 후면기판의 내 UV 특성을 도시한 도이며, 도 6은 도 1의 태양전지 모듈의 후면기판의 UV 노출에 따른 결과를 도시한 도이다. 도 5에서 A, B 및 C는 상술한 도 4의 A, B 및 C와 동일한 것으로 반복하여 설명하지 않는다.FIG. 5 is a diagram illustrating UV resistance of the rear substrate of the solar cell module of FIG. 1, and FIG. 6 is a diagram illustrating a result of UV exposure of the rear substrate of the solar cell module of FIG. 1. In FIG. 5, A, B, and C are the same as A, B, and C of FIG. 4 described above, and will not be repeatedly described.

도 5의 내 UV 특성은 A, B 및 C의 샘플을 QUV 기기에 창작한 후, 시간에 따른 옐로우인덱스(YI)를 측정하는 것에 의하였다. 도 5에 의하면, A의 경우가, B 및 C에 비해 YI의 수치가 현저히 작은 것을 알 수 있는데, 이는 제1 코팅층(220)과 제2 코팅층(230)이 내자외선특성이 우수한 폴리불화비닐리덴(PVDF)을 포함하여 형성되기 때문이다. The UV resistance of FIG. 5 was based on measuring yellow index (YI) over time after samples of A, B and C were created in the QUV instrument. According to FIG. 5, it can be seen that in the case of A, the value of YI is significantly smaller than that of B and C, which means that the first coating layer 220 and the second coating layer 230 have excellent UV resistance. It is because it is formed including (PVDF).

도 6은 UV 노출에 따른 후면기판의 결과를 도시한 도로, 도 6의 (a)는 상기 C의 경우이고, 도 6의 (b)는 상기 A의 경우이다. 도 6을 참조하면, 참조하면, (a)는 자외선에 손상을 입어 표면에 열화현상 등이 발생한 반면, (b)는 이러한 손상이 적은 것을 알 수 있다. 또한, (b)의 경우는, 코팅공정에 의해 형성되었기 때문에, 포함된 안료의 분산도가 전체적으로 균일한 것을 확인할 수 있다. 따라서, 코팅공정에 의해 제조된 본원의 후면 기판(200)은 우수한 내자외선성을 가지므로 장기 신뢰성이 우수하고, 높은 반사율을 나타낼 수 있다.Figure 6 is a road showing the result of the back substrate according to the UV exposure, Figure 6 (a) is the case of the C, Figure 6 (b) is the case of the A. Referring to FIG. 6, while (a) is damaged by ultraviolet rays, deterioration occurs on the surface thereof, while (b) shows that such damage is small. In addition, in the case of (b), since it formed by the coating process, it can confirm that the dispersion degree of the pigment contained is uniform uniformly. Therefore, since the back substrate 200 of the present application manufactured by the coating process has excellent UV resistance, excellent long-term reliability and high reflectance may be exhibited.

도 7은 도 1의 태양전지 모듈의 후면기판의 내후성 특성을 도시한 도이다.7 is a diagram illustrating weather resistance characteristics of the rear substrate of the solar cell module of FIG. 1.

도 7의 A, B 및 C는 도 4의 A, B 및 C와 동일한 것으로, 반복 설명하지 않는다. 여기서, 내후성 특성은 70℃에서 수행되고, 시간에 따른 옐로우인덱스(YI)를 측정하는 것에 의하였다. 도 7에서 알 수 있는 바와 같이, A의 경우가, B 및 C에 비해 내후성 역시 우수한 것을 알 수 있다.A, B and C in FIG. 7 are the same as A, B and C in FIG. 4 and will not be described repeatedly. Here, the weather resistance properties were carried out at 70 ° C., by measuring the yellow index (YI) over time. As can be seen in Figure 7, it can be seen that the case of A is also excellent in weather resistance compared to B and C.

하기의 표 1은 본 발명에 따른 후면 기판(200)의 기타 물성을 나타낸다. 표 1에서의 A, B 및 C 역시, 도 4의 A, B 및 C와 동일한 것이다.Table 1 below shows other physical properties of the rear substrate 200 according to the present invention. A, B and C in Table 1 are also the same as A, B and C in FIG.

하기 표 1에서, 열 수축률은, A, B 및 C 각각 200㎜×200㎜ 크기를 가지는 샘플에 기계방향(MD)과 폭방향(TD)을 표시하고, 길이(α)를 측정한 후, 150℃에서 30분간 가열한 다음, 다시 각 샘플의 기계방향(MD)과 폭방향(TD)의 길이(β)를 측정하고, 하기 식 1에 의해 계산을 하였다.In Table 1 below, the heat shrinkage rate is 150 after the machine direction (MD) and the width direction (TD) are indicated on a sample having a size of 200 mm × 200 mm, respectively, and the length α is measured. After heating at 30C for 30 minutes, the length (β) of the machine direction (MD) and the width direction (TD) of each sample was measured again, and the following formula 1 was used to calculate.

Figure pat00001
Figure pat00001

또한, 박리강도는 온도 85℃, 상대습도 85%의 비교적 고온, 고습의 조건 하에서 3000시간 경과 후, 접착력 평가에 의하였다. 여기서 Tear는 계면접착특성이 우수하여 박리 전에 찢어짐을 의미한다. 또한, 하기 표 1에는 표시하지 않았으나, 온도 85℃, 상대습도 85% 하에서, 약 40일간의 내후성 테스트 후에도 A에는 기포와 황변이 발생 되지 않은 반면, B 및 C에는 기포와 황변이 발생하였다.In addition, peeling strength was based on adhesive strength evaluation after 3000 hours passed in the conditions of the comparatively high temperature and high humidity of 85 degreeC and 85% of a relative humidity. Here, Tear means to tear before peeling because of excellent interfacial adhesion properties. In addition, although not shown in Table 1 below, under the temperature 85 ° C. and the relative humidity of 85%, bubbles and yellowing did not occur in A even after about 40 days of weathering test, while bubbles and yellowing occurred in B and C.

구 분division UnitUnit AA BB CC 박리강도
(Peel Strength)Peel strength
(Peel Strength) N/㎝N / cm TearTear 77 TearTear 항복전압
(Breakdown Voltage)Breakdown voltage
(Breakdown Voltage) KVKV > 20> 20 >20> 20 >20> 20 부분방전
(Partial Discharge)Partial discharge
(Partial Discharge) VDCVDC > 1000> 1000 >1000> 1000 >1000> 1000 열 수축률
(Heat Shrinkage)Heat shrinkage
(Heat Shrinkage) % (MD)% (MD) < 0.1&Lt; 0.1 1.01.0 0.70.7 % (TD)% (TD) < 0.1&Lt; 0.1 0.80.8 0.50.5 인장 탄성율
(Tensile Modulus)Tensile modulus
(Tensile Modulus) MPa (MD)MPa (MD) 23002300 22002200 22002200 MPa (TD)MPa (TD) 23002300 26002600 25002500 인장 강도
(Tensile Strength)The tensile strength
(Tensile Strength) MPa (MD)MPa (MD) 120120 100100 100100 MPa (TD)MPa (TD) 130130 140140 140140

상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 후면 기판(200)인 A가 B 및 C에 비해 박리 강도, 열 수축률 등의 물성이 우수한 것을 알 수 있다.As can be seen in Table 1, it can be seen that A, which is the rear substrate 200 according to the present invention, has superior physical properties such as peel strength and heat shrinkage ratio as compared to B and C.

또한, 하기 표 2는 A를 사용하여 태양전지 모듈(100)을 제작한 후, 이의 전기적 특성을 평가한 결과이다. 본 평가는 한국 에너지기술연구원에서 실시하였다.In addition, Table 2 below shows the results of evaluating the electrical characteristics of the solar cell module 100 using A. This evaluation was conducted by the Korea Institute of Energy Research.

구분division 0 시간0 hours 500 시간500 hours 1000 시간1000 hours 2000 시간2000 hours DataData DataData Drop rateDrop rate DataData Drop rateDrop rate DataData Drop rateDrop rate VocVoc 33.233.2 33.233.2 00 33.233.2 00 33.133.1 0.3%0.3% IscIsc 8.718.71 8.688.68 0.3%0.3% 8.678.67 0.5%0.5% 8.678.67 0.5%0.5% PmaxPmax 209.7209.7 208.6208.6 0.5%0.5% 207.5207.5 1.0%1.0% 203.9203.9 2.8%2.8% VmpVmp 26.126.1 26.026.0 0.4%0.4% 26.026.0 0.4%0.4% 25.625.6 1.9%1.9% ImpImp 8.058.05 8.028.02 0.4%0.4% 7.977.97 1%One% 7.967.96 1.1%1.1%

상기 표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 태양전지 모듈(100) 상태에서 2000시간까지 단선과 결점이 발생하지 않았으며, 특히 Pmax가 5% 미만으로 감소하는바, 본 발명에 따른 태양전지 모듈(100)의 신뢰성이 우수함을 알 수 있다.As can be seen in Table 2, disconnection and defects did not occur until 2000 hours in the state of the solar cell module 100, in particular, Pmax is reduced to less than 5%, the solar cell module 100 according to the present invention It can be seen that the reliability of) is excellent.

하기 표 3은 온도 85℃, 상대습도 85% 하에서, 약 40일간의 내후성 테스트 후에, 제2 밀봉재와 후면기판 간의 접착력을 테스트한 결과이다. Table 3 below shows the results of testing the adhesion between the second sealant and the back substrate after the weather resistance test for about 40 days under a temperature of 85 ° C. and a relative humidity of 85%.

No.No. Load(Kgf)Load (Kgf) 완전박리여부Full peel 1One 15.315.3 ○○ 22 1414 ×× 33 9.99.9 ×× 44 13.813.8 ×× 55 13.613.6 ○○

보통, 제2 밀봉재와 후면 기판 간의 접착력은 4Kgf 이상이면 만족한다. 상기 표 3의 2 내지 4번째의 테스트는 제2 밀봉재와 후면기판이 박리 되기 전에, 후면기판의 찢어짐으로 인해, 완전 박리시의 접착력 대신, 후면기판이 찢어질 때의 힘을 입력한 것이다. 그럼에도 불구하고, 본 발명에 따른 후면기판과 제2 밀봉재의 접착력은 9.9Kgf 이상이며, 평균은 13.32Kgf로, 제2 밀봉재와 후면기판 간의 접착력 역시 우수한 것을 알 수 있다.Usually, the adhesive force between the second sealing material and the back substrate is satisfied if it is 4 Kgf or more. The second to fourth test of Table 3 is to input the force when the rear substrate is torn, instead of the adhesive force in the complete peeling due to the tearing of the rear substrate before the second sealing material and the rear substrate is peeled off. Nevertheless, the adhesive strength of the rear substrate and the second sealing material according to the present invention is more than 9.9Kgf, the average is 13.32Kgf, it can be seen that the adhesive strength between the second sealing material and the back substrate is also excellent.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the invention as defined by the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention.

Claims (9)

전면기판;
상기 전면기판과 대향하는 후면기판; 및
상기 전면기판과 상기 후면기판 사이의 복수의 태양전지;를 포함하고,
상기 후면기판은,
폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 형성된 베이스 필름과, 상기 베이스 필름의 상면 및 하면 상에 폴리불화비닐리덴(PVDF)을 포함하는 코팅층을 구비한 태양전지 모듈.Front substrate;
A rear substrate facing the front substrate; And
It includes; a plurality of solar cells between the front substrate and the back substrate,
The rear substrate,
A solar cell module having a base film formed of polyethylene terephthalate (PET) and a coating layer comprising polyvinylidene fluoride (PVDF) on the upper and lower surfaces of the base film. 제1항에 있어서,
상기 베이스 필름의 두께는 250 내지 500㎛인 태양전지 모듈.The method of claim 1,
The base film has a thickness of 250 to 500㎛ solar cell module. 제1항에 있어서,
상기 코팅층의 두께는 20 내지 50㎛인 태양전지 모듈.The method of claim 1,
The thickness of the coating layer is a solar cell module 20 to 50㎛. 제1항에 있어서,
상기 코팅층은 백색안료를 포함하는 태양전지 모듈.The method of claim 1,
The coating layer is a solar cell module comprising a white pigment. 제1항에 있어서,
상기 복수의 태양전지와 상기 전면기판 사이의 제1 밀봉재 및 상기 복수의 태양전지와 상기 후면기판 사이의 제2 밀봉재를 포함하는 태양전지 모듈.The method of claim 1,
A solar cell module comprising a first sealant between the plurality of solar cells and the front substrate and a second sealant between the plurality of solar cells and the rear substrate. 제1항에 있어서,
상기 복수의 태양전지를 전기적으로 연결하는 리본을 포함하는 태양전지 모듈.The method of claim 1,
A solar cell module comprising a ribbon for electrically connecting the plurality of solar cells. 제6항에 있어서,
상기 복수의 태양전지는 전면전극을 포함하고,
상기 전면전극과 상기 리본은 도전성 필름에 의해 부착된 태양전지 모듈.The method according to claim 6,
The plurality of solar cells includes a front electrode,
The front electrode and the ribbon is a solar cell module attached by a conductive film. 제5항에 있어서,
상기 제2 밀봉재와 상기 후면기판 간의 접착력은 9.9Kgf 이상인 태양전지 모듈.The method of claim 5,
Adhesive force between the second sealing material and the back substrate is more than 9.9kgf solar cell module. 제1항에 있어서,
상기 후면 기판은 400 내지 1200㎚의 파장을 가지는 광에 대한 반사율이 80% 이상인 태양전지 모듈.The method of claim 1,
The rear substrate has a solar cell module reflectivity of 80% or more of the light having a wavelength of 400 to 1200nm.
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